中国的海洋石油工业是从南海起步的。
南海是西太平洋最大的边缘海之一，也是中国最大最深的海，面积300多万平方千米，平均水深超过1000米。南海是欧亚板块、太平洋板块和印度洋板块的结合部，是油气形成的有利场所。靠近中国华南大陆的南海北部大陆架面积达50万平方千米，发育有北部湾、莺歌海、琼东南、珠江口和台西南等5个大型新生代沉积盆地。
中国对南海北部大陆架的油气勘探开始于20世纪50年代末，主要由石油部、地质部和广东省进行。从20世纪50年代末到改革开放的20多年间，在北部湾盆地发现40个局部构造，钻探井8口，其中6口见油，发现1个油田、2个含油构造，对盆地构造有了基本认识；在莺歌海及琼东南盆地，共做二维地震测线21026千米，钻探井7口，发现了松涛32－2构造；在珠江口盆地，划分出珠一、珠二、珠三3个沉积坳陷，推断是找油的有利地区，并发现了70个局部构造或局部构造显示，在珠一坳陷的珠5井发现了油流。
调查油气苗
在海南岛西南部乐东县境内，有一个突出的犄角，犄角的尖端处散布着几个小村落，统称为莺歌海村（现为莺歌海镇）。1945年抗日战争胜利前夕，莺歌海渔民曾汉龙、曾汉高、何发，在打渔时亲眼看见海上有气泡和油花冒出。1956年的一天，莺歌海当地驻军放映一部介绍里海巴库油田的苏联纪录片，片里出现海上冒气泡的镜头，渔民们才知道那是石油天然气，是国家紧缺的东西。于是，郑光兴等渔民首先向莺歌海盐场报了矿。盐场一级一级地向上报告到了广东省地质处、石油部以及中国石油研究院，引起了各级领导的重视。
当年12月，石油部委托莺歌海盐场代取气样。于是，盐场便派人用铁皮做了一个大漏斗，漏斗上接一条胶皮管，皮管的另一端插入装满水的玻璃瓶子里，然后划船到冒气泡的海面，将漏斗倒扣在冒气的地方，用排水取气法取到了气样。同时，盐场还派谙熟水性的渔民进行潜水观察。盐场在对油气苗先后进行九次调查后，将调查情况写成材料，与采集到的标本一起分别报送石油部和广东省盐务局。石油部接到莺歌海盐场的调查报告后，决定派在四川和天然气打过交道、有采集和鉴定天然气经验、又正在北京学习的地质技术人员马继祥前往莺歌海考察油气苗，了解当地的地质构造情况。
1957年4月，马继祥来到莺歌海，在海南区党委工业部和莺歌海盐场的支持和帮助下，开始了油气苗的调查工作。他用罗盘测量了冒气泡的走向，用排水取气法取了三瓶气样，装了一袋有油膜的海水。他当场打开一瓶气样用火点燃，只见火焰呈蓝色。
为了进一步了解海底地质情况，他请求海军榆林基地派潜水员潜入海底观察地形和一气泡冒出情况，并取到了气样和岩石样品。在离开莺歌海前，他在盐场勘测队的协助下，乘着小船进行水文调查，用重锤和量绳测出了海上油气苗处的水深为13米，距海岸1．5千米，海底坡度不大。接着，他又绘出了地质剖画图。他通过调查得出这样的结论：在冒气泡的地方，海底岩石坚硬，是第三纪的地层；海底裂缝走向110－112度，与海岸露头走向一致；采集的气体可燃，火焰浅蓝，有硫化氢气味。他把调查结果向石油部作了汇报。
1957年5月，广东省石油管理局海南勘探大队104地质队从莺歌海至三亚沿途访问了上百个村落，并雇用一条小木船到附近海面上调查，确定有39处油气苗，编绘了1：20万的油气苗分布图。
1958年5月初，石油部派出的调查组一行六人抵达广州，他们分为两组，一组到茂名盆地、一组到海南岛南部，进行更为广泛深入的油气苗调查。到海南岛南部的地质人员先到陵水、保亭、通什等地的群众报矿点考察，发现那些地方的“油苗”原来是氧化铁经水溶解后的漂浮薄膜，于是他们把考察的重点转到莺歌海。7月初，他们到达莺歌海盐场，除了采集气样外，还请榆林基地海军派来一艘大型炮艇，携带潜水和爆炸设施进行海底爆破，获得了大量岩石标本。他们回京后写出了莺歌海的地质调查报告，预测了雷州半岛－海南岛北部（含北部湾海域）是一个新生界沉积盆地，莺歌海西南海域有另一个更大的沉积盆地。
1963年6月，茂名页岩油公司地质处派109浅海地质队到莺歌海，系统收集区域地质调查资料、海上地震资料、钻孔资料，对油气苗进行调查落实，并对落实的海上油气苗进行统一分类、编号，注明位置、状况，然后重新整理编制了油气苗分布图，并提出油气苗综合研究成果：油气苗产出与小背斜轴部裂缝有密切关系，油气是自上第三系砂层中产出，沿裂缝向上缓缓运移的结果，推测向西南延伸不远会有大型莺歌海含油气盆地存在，海上油气勘探应主攻莺歌海。
海上物探
1960年春，根据石油部北京石油科学研究院副院长翁文波的建议，石油部决定由北京石油科学研究院和茂名页岩油公司组建海上石油研究队，基地设在莺歌海。这是中国第一支海上地震队。
1960年冬，海上作业正式进行。由于调入的设备均系陆地勘探队所用，因而事前必须进行防水改装，用高压胶布包电缆，用塑料袋装炸药，用安全套装雷管。地震试验是在莺歌海水道口离岸约3000米以内的浅水区进行的，先作地震折射试验，再作地震反射试验。
1961年5月，石油部副部长刘放和广东省省长陈郁到莺歌海试验现场视察后，前往海军南海舰队榆林司令部，请求海军派舰艇支援。榆林基地派来一艘护卫舰和一艘炮艇作为仪器船和爆炸船，进行双船拖带作业。石油部调拨了一台苏式60道光点地震记录仪和两台地震车装钻机，从西安石油仪器厂调拨酒石酸甲钠晶体检波器给研究队。1961年7月，新的试验开始了，海军派来的两艘舰艇，从莺歌咀至东锣西鼓岛之间离岸10千米以内的浅水区进行地震反射波试验取得了成功，获得了一批拖带放炮的地震记录。
1963年4月，石油部在对地震记录进行验收后，宣布试验工作结束，批准海上石油研究队正式投入海上勘探作业。当年10月，租用广州海运局的“南海175＂号货轮和从海南石油勘探大队调入一艘载重75吨的机动木船进行双船拖带作业，木船作爆炸船，货轮作地震仪器接收船，还用一条小木船作为收放电缆的辅助船。
记录仪器是用苏式60道光点地震仪，检波电缆用几十个篮球悬吊在海面拖带，用TNT炸药作震源，采用海上船用六分仪定位。从1963年11月至1964年5月，在海南岛莺歌海至三亚水深30米的浅海区作一次覆盖地震概查，完成光点地震测线1059．8千米，面积1800平方千米，在莺歌海油气苗附近发现一个小型背斜，发现莺歌咀、望楼港、东锣湾、西鼓岛和南山角等五个鼻状构造以及一些断裂。
1964年12月至1965年6月，研究队先后租用广州海运局的“南海174”号货轮和“新华”号客轮在海南岛西部从莺歌海至八所浅海区作一次覆盖地震概查1242千米，面积7200平方千米。地震资料解释结果认为，在海南岛西端有一个由海南岛向西延伸的构造脊，以后地震资料也证实这一构造脊的存在，是北部湾和莺歌海盆地的地质分界线。
1965年，由于美国侵越战争的不断升级，美国飞机、军舰经常在海南岛西部海域干扰，石油部决定南海海域的勘探研究暂时停止。
